03 setembro 2009

Classificações de Trabalho do Grupo Gerador

Determinar as cargas a serem suportadas por um grupo gerador é uma função do tipo da aplicação e do trabalho requerido. Geralmente, existem três classificações de trabalho para as aplicações de grupos geradores: Standby, Prime ou Contínua. Clique aqui para entender melhor estas classificações. Os tipos disponíveis de grupo gerador variam de acordo com estas classificações. Um grupo gerador usado em aplicações Standby é uma reserva da fonte de energia principal (concessionária de energia) e espera-se que o mesmo não seja utilizado com freqüência, de modo que a classificação Standby é a mais alta disponível para o grupo gerador. Espera-se que os grupos geradores classificados como Prime funcionem durante um número ilimitado de horas e o grupo gerador é considerado a fonte principal de energia para cargas variáveis, de modo que a classificação Prime geralmenterepresenta 90% da classificação Standby. Em aplicações de trabalho Contínuo, espera-se que o grupo gerador produza a saída nominal durante um número ilimitado de horas sob carga constante (aplicações onde o grupo gerador pode ser operado em paralelo com a fonte principal de energia e sob carga básica). Assim, a classificação Contínua normalmente é 70% da classificação Standby. A capacidade de suporte de carga do grupo gerador é uma função da vida esperada ou do intervalo entre revisões gerais.
Genericamente, as aplicações de grupos geradores podem ser divididas em duas categorias básicas: aquelas que são obrigatórias por força de normas (exigência legal), e aquelas que são utilizadas por razões econômicas (geralmente associadas à disponibilidade ou confiabilidade de energia).
Estas categorias definirão um conjunto completamente diferente de opções quando forem tomadas decisões sobre quais cargas serão alimentadas com o grupo gerador.

Em geral, as obrigatórias por Força de Normas são aquelas aplicações  consideradas pelas autoridades como de emergência ou standby legalmente exigidas, onde a segurança e o suporte à vida são essenciais. Estes tipos de aplicações podem ser definidos em normas de edifícios ou normas específicas de segurança da vida e normalmente envolvem instalações como centros de saúde (hospitais, enfermarias, clinicas), construção de edifícios altos e locais de grande tráfego de pessoas (teatros, locais de convenções, praças esportivas, hotéis). Normalmente, o grupo gerador fornecerá energia de reserva para cargas como iluminação de saídas, ventilação, detecção de incêndio e sistemas de alarme, sistemas de comunicação de segurança pública e até processos industriais onde a falta de energia cria riscos de vida ou de acidentes pessoais. Outros sistemas legalmente exigidos são obrigatórios quando for determinado que a falta de energia da empresa fornecedora de eletricidade constitui um risco ou um obstáculo para as operações de resgate ou de combate a incêndios. Para determinar as cargas mínimas que podem ser alimentadas pelo gerador, consulte as autoridades locais para obter normas e padrões associados. Opcionalmente, podem ser aplicadas cargas adicionais ao gerador desde que aprovadas pelas autoridades locais.

O sistema Standby Opcional tem sido usado com mais freqüência uma vez que a disponibilidade de energia tem se tornado mais crítica. Estes sistemas de energia são empregados em instalações como edifícios industriais e comerciais e alimentam cargas como sistemas de aquecimento, refrigeração, comunicações e centros de processamento de dados, e processos industriais críticos. O emprego de geradores justifica-se onde a perda da energia da fonte normal possa causar desconforto ou onde a interrupção de processos críticos seja uma ameaça a produtos ou equipamentos.

O uso de grupos geradores de energia prime ou contínua cresce especialmente em países em desenvolvimento e em muitas aplicações de geração de energia distribuída. Existem muitas oportunidades para as empresas fornecedoras em termos de geração e venda de energia. Novas regulamentações e normas ambientais mais rígidas forçam as empresas fornecedoras de energia a procurar outras formas de produção e distribuição para a construção de novas plantas de geração, como estruturas de corte de picos e taxas de interrupção para atender a demanda crescente. Os clientes das concessionárias de energia utilizam a geração local para reduzir a demanda de pico da fonte normal e continuam a buscar oportunidades de co-geração onde haja demanda para energia elétrica e energia térmica.

De qualquer modo, deve-se ter em mente que os grupos geradores são pequenas fontes de energia comparados com a fonte normal da rede pública, e as características operacionais das cargas podem ter um efeito profundo na qualidade da energia se o gerador não for dimensionado corretamente. Considerando que um gerador é uma fonte de energia limitada, sempre que forem conectadas ou desconectadas cargas de um gerador, deve-se esperar por alterações na voltagem e na freqüência. Essas alterações devem ser mantidas dentro de limites aceitáveis para todas as cargas conectadas. Além disso, surgirão distorções de voltagem na saída do gerador quando forem conectadas cargas não lineares que produzem correntes harmônicas.
Essas distorções podem ser consideravelmente maiores quando as cargas são alimentadas pelo gerador do que quando são alimentadas pela rede da concessionária, e provocarão um aquecimento adicional tanto no gerador quanto no equipamento de carga se não forem mantidas sob controle. Conseqüentemente, são necessários geradores maiores do que o exigido para alimentar cargas e limitar as alterações de voltagem e freqüência durante as cargas transientes e as distorções harmônicas quando forem suportadas cargas não lineares como computadores, UPSs e VFDs.
Os atuais programas de software de dimensionamento de geradores permitem maior precisão na escolha do grupo gerador e fornecem um nível mais alto de confiança para a aquisição de um sistema grande o suficiente para as necessidades do cliente – e não maior. Embora a maioria dos exercícios de dimensionamento de geradores forneça melhores resultados com programas ou com a ajuda de um representante do fabricante – ainda é útil saber o que envolve a escolha correta do grupo gerador para sua aplicação.

Além da carga conectada, vários outros fatores afetam o dimensionamento do grupo gerador: requisitos de partida de cargas como motores e suas cargas mecânicas, desbalanceamento de cargas monofásicas, cargas nãolineares como equipamentos UPS, restrições de queda de voltagem, cargas cíclicas, etc.
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Apagão atinge 60% do DF e quase põe em risco visita de príncipe Charles

Um apagão atingiu ao menos 60% do Distrito Federal na tarde de 11 de março de 2009, de acordo com a CEB (Companhia Energética de Brasília). Por pouco, a visita do príncipe de Gales, Charles, e de sua mulher, Camilla Parker, não foi prejudicada pela falta de energia nas áreas por onde passou a comitiva real. No Congresso, houve dois picos de luz ao longo do dia. Tanto a Câmara como o Senado ficaram às escuras em decorrência da falta de energia. Mas os plenários das duas Casas não sofreram com o apagão porque têm grupos geradores de energia para abastecê-los. Apesar da existência de grupos geradores, a sessão na Câmara foi suspensa por alguns minutos, enquanto no Senado não houve interrupção. A assessoria de imprensa da CEB informou que ainda não há previsão para a normalização do abastecimento de energia. A expectativa é que ocorra ainda hoje.  Informações extraoficiais de Furnas apontavam como causa do problema um raio que teria atingido uma torre na cidade satélite de Samambaia (DF).

RENATA GIRALDI

GABRIELA GUERREIRO
da Folha Online, em Brasília

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Apagão deixa metade dos moradores de Goiás sem energia elétrica

Problema durou cerca de três horas e provocou trânsito em Goiânia. Sistema de abastecimento foi desligado após árvore cair sobre fiação.

Um apagão deixou quase toda a cidade de Goiânia sem energia elétrica por cerca de três horas, na tarde desta quarta-feira (2). Além da capital e região metropolitana, o problema atingiu Anápolis (GO) e municípios próximos à divisa com Mato Grosso. Segundo informações da Companhia de Energia Elétrica de Goiás (Celg), cerca de 50% dos usuários do estado foram afetados pelo problema. Em Goiânia, os semáforos deixaram de funcionar e o trânsito ficou confuso nos principais cruzamentos. Em um dos maiores shoppings da capital, as lojas fecharam as portas e os clientes só puderam passear pelos corredores, sem pode comprar.
A falta de energia prejudicou até uma solenidade que acontecia no Tribunal de Justiça de Goiás . Na Assembleia Legislativa, com a sala às escuras, os deputados suspenderam os trabalhos.
De acordo com a Celg, o apagão foi provocado por uma palmeira, que atingiu a rede elétrica em um trecho entre duas importantes estações. Segundo a direção da empresa, como havia risco de curto circuito, o sistema se desligou automaticamente como medida de segurança.
Ainda de acordo com a companhia de energia elétrica do estado, a palmeira fica numa área de invasão, onde vivem cerca de 300 famílias. A Celg já pediu que a área seja desocupada.

Do G1, em São Paulo, com informações da TV Anhanguera

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02 setembro 2009

Dimensionamento Inicial de um Grupo Gerador


Para fins de orçamento dos custos do projeto de um grupo gerador de energia, é essencial elaborar uma programação de carga razoavelmente precisa assim que possível. Se todas as informações dos equipamentos de carga não estiverem disponíveis desde o  início do projeto, será preciso fazer estimativas e suposições para os cálculos do dimensionamento inicial. Esses cálculos deverão ser refeitos à medida que forem obtidas informações mais precisas. Grandes cargas como motores eletricos, sistemas de fornecimento ininterrupto de energia (UPS - Nobreak), acionadores de freqüência variável (VFD), bombas de combate a incêndios e equipamentos de diagnóstico por imagem têm um efeito considerável no dimensionamento do grupo gerador e devem ser considerados com atenção.


Especificações “justas” sobre desempenho de transiente, queda de voltagem/freqüência e tempos de retomada, durante a partida do motor, e aceitação de carga em blocos também têm efeito considerável no dimensionamento. Para fins de estimativas preliminares devem ser utilizadas algumas regras básicas:
• Motores - ½ HP por kW.
• UPS - 40% de superdimensionamento para 6 pulsos, ou 15% de superdimensionamento para 6 pulsos com filtros de entrada e UPS de 12 pulsos.
• VFD - 100% de superdimensionamento exceto para modulação de largura de pulso, e então 40% de superdimensionamento.
 

Ao adicionar cargas ao grupo gerador, a divisão das cargas em degraus discretos ou blocos de cargas pode ter um efeito favorável no tamanho do grupo gerador requerido. O uso de várias chaves de transferência ou outros meios (relés de retardo de tempo, PLC, etc.) será necessário para que a voltagem e a freqüência do grupo gerador se estabilizem entre os degraus.
Dependendo da carga total (geralmente acima de 500 kW), pode ser vantajoso o uso de grupos geradores em paralelo. Embora tecnicamente exeqüível, o uso de grupos geradores em paralelo não é economicamente aconselhável quando
a carga total for igual ou menor que 300 kW.


Para auxilio durante o dimensionamento, eu sigiro a utilização do Software "Gensize" da Cummins Power Generation. (Veja detalhes cliquando aqui).

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31 agosto 2009

Diretrizes para Classificação de Energia de Grupos Geradores

A classificação de energia de um grupo gerador é publicada pelo fabricante. As classificações descrevem as condições de carga máxima permitida em um grupo gerador. O grupo gerador fornecerá desempenho e vida (tempo entre revisões) aceitáveis quando usado de acordo com as classificações publicadas. Também é importante operar os grupos geradores com carga mínima suficiente para atingir temperaturas normais e queima apropriada do combustível. A maioria dos fabricantes recomenda que um grupo gerador seja operado a pelo menos 30% da classificação indicada na plaqueta de identificação.


Abaixo voce pode encontrar os tipos de classificações utilizadas geralmente por grandes fabricantes de Grupos Geradores. As figuras ao lado de cada classificações mostram os níveis de carga (P1, P2, P3, etc.) e o tempo nesses níveis de carga (T1, T2, T3, etc.) sob as várias classificações.

Classificação de Energia Standby
 A classificação de energia standby é usada em aplicações de emergência onde a energia é fornecida durante a interrupção da energia normal. Não há nenhuma capacidade de sobrecarga sustentada disponível para esta classificação. (Equivalente à Energia de Parada por Falta de Combustível de acordo com as normas ISO3046, AS2789, DIN6271 e BS5514). Esta classificação é utilizada em instalações servidas por uma fonte normal e confiável de energia, e aplica-se somente a cargas variáveis com um fator de carga média de 80% da classificação standby durante um tempo máximo de 500 horas de operação por ano, e um tempo máximo de 25 horas por ano a 100% de sua classificação standby. A classificação de energia Prime deve ser usada em instalações onde a operação excede 500 horas por ano com carga variável ou 25 horas por ano a 100% da classificação. A classificação standby é utilizada somente para aplicações de emergência e standby onde o grupo gerador serve como reserva da fonte normal de energia. Com esta classificação, não é permitida nenhuma operação sustentada em paralelo com a fonte normal de energia. Para aplicações que requerem operação sustentada em paralelo com a fonte normal, devem ser utilizadas as classificações de energia prime ou de carga básica.


Classificação de Energia Prime
A classificação de energia prime é aplicada no fornecimento de energia elétrica no lugar da energia adquirida comercialmente. O número de horas de operação permitido por ano é ilimitado para aplicações de carga variável, porém é limitado para aplicações de carga constante, como descrito abaixo. (Equivalente à Energia Prime de acordo com a norma ISO8528 e à Energia de Sobrecarga de acordo com as normas ISO3046, AS2789, DIN6271 e BS5514.) 
Energia Prime com Tempo Ilimitado de Funcionamento
A energia prime está disponível por um número ilimitado de horas de operação anual em aplicações de carga variável. Aplicações que requerem qualquer operação em paralelo com a fonte normal de energia com carga constante estão sujeitas às limitações de tempo de funcionamento. Em aplicações com carga variável, o fator de carga média não deve exceder 70% da Classificação de Energia Prime. Uma capacidade de sobrecarga de 10% está disponível por um período de 1 hora dentro de um período de 12 horas de operação, porém não deverá exceder 25 horas por ano. O tempo total de operação na Classificação de Energia Prime não deve exceder 800 horas por ano. Energia Prime com Tempo de Funcionamento Limitado: A energia prime está disponível por um número limitado de horas de operação anual em aplicações com carga constante como de energia interrompível, redução de carga, corte de pico e outras aplicações que em geral envolvem a operação em paralelo com a fonte normal de energia. Os grupos geradores podem operar em paralelo com a fonte normal de energia em até 750 horas por ano em níveis de energia que não excedam a Classificação de Energia Prime. Deve-se notar que a vida do motor será reduzida pela operação constante sob carga alta. Qualquer aplicação que requeira mais de 750 horas de operação por ano na Classificação de Energia Prime deverá utilizar a Classificação de Energia de Carga Básica.


Classificação de Energia de Carga Básica
(Classificação de Energia Contínua)
A classificação de energia de carga básica aplica-se ao fornecimento contínuo de energia para uma carga de até 100% da classificação básica por um número ilimitado de horas. Não há nenhuma capacidade de sobrecarga sustentada disponível nesta classificação. (Equivalente à Energia Contínua de acordo com as normas ISO8528, ISO3046, AS2789, DIN6271 e BS5514). Esta classificação aplica-se para a operação de carga básica da fonte normal de energia. Nestas aplicações, os grupos geradores são operados em paralelo com a fonte normal de energia e sob carga constante durante períodos prolongados.
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Diagrama Unifilar


Um diagrama unifilar do sistema elétrico é um elemento importante para se entender o sistema e o arranjo das conexões. Ele pode ser especialmente crítico para transmitir informações durante o planejamento, a instalação de um Grupo Gerador, a partida inicial e/ou a manutenção do sistema de geração. Estes diagramas evidenciam os principais componentes tais como geradores, equipamentos de comutação de energia, relés de proteção, proteção contra sobrecorrente e o esquema geral de conexões. Um diagrama unifilar deve ser desenvolvido tão cedo quanto possível no planejamento do projeto para auxiliar no desenho da  instalação de um Grupo Gerador. A Figura ao lado representa um diagrama unifilar típico de um sistema básico de geração de energia.

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